Радиационная активация

• активация системы под воздействием ионизирующего излучения.

Существует два типа ионизирующего излучения:

1. коротковолновое электромагнитное (рентгеновское и γ-излучение);

2. корпускулярное (ускоренные электроны и нейтроны, протоны, α-частицы и др.).

При радиолизе в системе возникают локальные зоны с повышенным содержанием разнообразных активных частиц: ионов, свободных радикалов, фотонов, вторичных электронов и т.п.). Химические реакции под воздействием этих частиц протекают даже при очень низких температурах и с низкими энергиями активации. Однако метод активации ионизирующим излучением не всегда селективен.

Источниками излучения служат ускорители электронов с энергией 25 – 150 кВт и силой тока в пучке 20 – 200 μА, радиационные контуры ядерных реакторов, а также γ-излучение изотопов ⁶⁰Co, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr. Наиболее предпочтительными являются ускорители электронов из-за радиационной безопасности, автономности и формирования пучка заданной геометрии.

Основная область применения радиационной активации – процессы полимеризации, теломеризации, модификации (сшивки) полиолефинов, эластомеров. К числу преимуществ методы можно отнести низкие температуры процесса, возможность использования реагентов в любом агрегатном состоянии, равномерное облучение вещества по всему объему и на достаточно большом расстоянии.

Активация с использованием ударных волн

Источником энергии в этом способе активации является детонация взрывчатого вещества. Взрывчатое вещество смешивают с реагентами и заряд подрывают. В зоне фронта ударной волны резко (за 10^-12 – 10^-9 с) увеличивается давление и температура, возникают деформационные напряжения в системе. В результате создается высокая концентрация точечных дефектов в исходном твердом реагенте, которая позволяет осуществить химическое превращение в течение 10^-6 с.

Метод используется в технологии производства таких материалов, как алмазы, нитрид бора.

Низкотемпературная (криохимическая) активация

- активация системы под воздействием очень низких температур (от –78 до –196⁰С). Установлено, что целый ряд реакций протекает при низких температурах с высокими скоростями. Это связывают с участием в таких реакциях молекулярных комплексов, легко образующихся при максимально возможном сближении молекул реагентов в условиях низких температур. Иногда система активизируется за счет взаимодействия электрона с дефектами кристаллической решетки, возникающими при быстрой кристаллизации.

Этот метод активации очень селективен. В технологических процессах чаще применяют комбинированное воздействие двух факторов: низкой температуры и проникающей радиации. Чаще всего метод используют в процессах полимеризации и теломеризации.